薄膜电池与晶硅电池对比[1]

1、晶硅电池:
晶硅电池包括单晶硅和多晶硅，其中多晶硅电池占主导地位，且技术最为成熟。

优势：
晶硅电池的光电转化率更高，国内晶硅电池转化率也已达到了17%到19%。

晶硅电池技术发展得较为成熟，企业不需频繁进行技术改造。

晶硅电池的设备投资较低，国产设备已经可以满足电池片生产线大部分的需求。

晶硅技术的另一优势在于成熟的生产工艺。

目前大部分单晶硅电池片厂商良品率可达98%以上，而多晶硅电池片生产的良品率也在95%以上。

劣势：
产业链工艺复杂，成本大幅度降低的可能不大。

原材料成本波动幅度较大，近年来国际市场上的多晶硅接连上演过山车的行情。

硅产业是一个高污染、高耗能的产业，存在政策调整风险。

2、薄膜电池:
薄膜电池是在玻璃、不锈钢等物质表面附上几微米后的感光材料制成。

优势：薄膜电池用材料少、制造工艺简单、耗能少、可大面积连续生产，并可采用玻璃或不锈钢等低成本材料作为衬底。

薄膜电池现已发展出多种技术路线，其中CIGS（铜铟镓硒）薄膜太阳能技术、柔性薄膜光伏模块技术等已取得阶段性成果，与晶硅电池光电转化率上的差距正在逐渐缩小。

薄膜电池弱光响应较好，因此特别适合应用于沙漠光伏电站。

以薄膜太阳能电池为主要部件的光伏系统，能够很好的实现光伏建筑一体化。

劣势：
薄膜电池的光电转化率偏低，一般只有8%左右。

薄膜电池的设备和技术投资
是晶硅电池的数倍。

薄膜电池组件生产的良率不尽如人意。

非/微晶硅薄膜电池组件的良品率目前只在60%左右。

CIGS电池组主流厂商也只到65%。

晶硅和薄膜组件结构
晶硅组件是一种太阳能电池组件，由晶硅材料制成。

晶硅材料是一种半导体材料，具有良好的光电转换性能。

晶硅组件的结构包括以下几个部分：
1. 表面玻璃：晶硅组件的顶部覆盖着一层透明的玻璃，用于保护内部的电池芯片。

2. 透明导电膜：在表面玻璃下方，有一层透明导电膜，通常采用氧化锡或氧化铟锡等材料制成，用于收集光电池产生的电流。

3. P-N结：在透明导电膜下方，有一层P-N结，由P型硅和N型硅材料组成。

P型硅材料中的杂质含有三价元素，如硼，使其带正电荷；N型硅材料中的杂质含有五价元素，如磷，使其带负电荷。

P-N结的形成使得晶硅材料具有半导体的特性。

4. 金属电极：在P-N结的两侧，分别连接有金属电极，通常采用铝或银等导电性好的材料制成，用于收集电池产生的电流。

薄膜组件是另一种太阳能电池组件，与晶硅组件相比，薄膜组件的材料更加薄而灵活。

薄膜组件的结构包括以下几个部分：
1. 表面玻璃：薄膜组件的顶部也覆盖着一层透明的玻璃，用于保护内部的薄膜材料。

2. 透明导电膜：在表面玻璃下方，与晶硅组件类似，也有一层透明导电膜，用于收集光电池产生的电流。

3. 薄膜材料：在透明导电膜下方，有一层薄膜材料，通常采用非晶硅、铜铟镓硒（CIGS）或钙钛矿等材料制成。

这些材料具有较高的光电转换效率，同时也具有较高的柔韧性，可以适应不同形状的表面。

4. 金属电极：在薄膜材料的底部，也连接有金属电极，用于收集电池产生的电流。

总体而言，晶硅组件和薄膜组件都是通过光电效应将太阳光转化为电能的装置，它们的结构有些相似，但材料和制备工艺有所不同。

薄膜太阳能电池和硅晶太阳能电池随着能源危机的日益严重以及对环境保护的需求，太阳能作为一种可再生能源被越来越广泛应用。

而太阳能电池作为太阳能利用的核心技术之一，也得到了持续的研发和改进。

薄膜太阳能电池和硅晶太阳能电池作为两种主要类型的太阳能电池，在市场上占据了主导地位。

本文将分别介绍这两种太阳能电池的原理、特点以及应用领域。

薄膜太阳能电池是一种使用薄膜材料制造的太阳能电池。

薄膜材料可以是非晶硅、铜铟镓硒等。

与硅晶太阳能电池相比，薄膜太阳能电池具有以下几个特点。

薄膜太阳能电池具有较高的柔性。

由于薄膜材料的特性，薄膜太阳能电池可以制成柔性的电池片，能够适应各种形状和曲面。

这为太阳能电池的应用提供了更大的灵活性，可以广泛应用于建筑物外墙、屋顶、车顶等不同的场景中。

薄膜太阳能电池具有较高的光电转换效率。

虽然薄膜太阳能电池的光电转换效率相对较低，但是由于其较高的透明度，可以在低光照条件下仍然具有较高的发电效率。

这使得薄膜太阳能电池在阴天或者室内光照较弱的环境下也能够有效发电。

薄膜太阳能电池具有较低的制造成本。

相对于硅晶太阳能电池来说，薄膜太阳能电池的制造过程更加简单，材料成本也相对较低。

这使得薄膜太阳能电池在大规模生产时具有一定的竞争优势，能够更好地满足市场需求。

薄膜太阳能电池主要应用于一些对电池柔性性能要求较高的场合，如建筑一体化太阳能系统、便携式电子设备以及一些特殊形状的电池应用等领域。

它的柔性和透明性使得它可以与建筑物的外观融为一体，同时也可以为便携设备提供绿色能源。

硅晶太阳能电池是一种使用硅晶片制造的太阳能电池。

与薄膜太阳能电池相比，硅晶太阳能电池具有以下几个特点。

硅晶太阳能电池具有较高的光电转换效率。

由于硅晶材料的特性，硅晶太阳能电池的光电转换效率相对较高，可以达到20%以上。

这使得硅晶太阳能电池在光照充足的环境下具有较高的发电效率，能够提供更多的电能。

硅晶太阳能电池具有较长的使用寿命。

硅晶太阳能电池的材料稳定性较高，能够在较长的时间内保持较高的发电效率。

晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池。

【摘要】晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前主流的太阳能电池技术。

晶体硅太阳能电池采用单晶硅或多晶硅制成，具有高转换效率和较长寿命的特点，广泛应用于家用光伏发电系统和大型光伏电站。

制造成本高和生产过程能耗大是其主要缺点。

薄膜太阳能电池利用薄膜材料制成，具有灵活性和轻便性，适用于建筑一体化等特殊场景。

但是转换效率较低，使用寿命短。

比较晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的效率、成本、适用场景等方面可见各有优劣。

未来，随着技术的进步和成本的下降，晶体硅和薄膜太阳能电池将继续发展，为清洁能源产业注入新动力。

【关键词】晶体硅太阳能电池、薄膜太阳能电池、原理、特点、应用、优缺点、比较、发展前景、总结。

1. 引言1.1 太阳能电池简介太阳能电池，也称为光伏电池，是一种能够将太阳能转化为电能的设备。

它是利用半导体材料的光电效应将太阳辐射直接转换为直流电的装置。

太阳能电池是清洁能源中的重要组成部分，具有环保、可再生和低碳的特点。

太阳能电池的核心部件是光伏电池片，其主要材料包括硅、硒化镉、铜铟镓硒等。

目前市场上主要有晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两类。

晶体硅太阳能电池具有较高的转换效率和稳定性，是目前主流的太阳能电池技术；而薄膜太阳能电池则具有柔性、轻便和生产成本低的优势。

太阳能电池的应用领域广泛，包括家用光伏发电系统、工业和商业用途，以及航天航空领域等。

随着太阳能产业的快速发展，太阳能电池的效率和成本不断提升，未来将在能源领域扮演越来越重要的角色。

1.2 晶体硅太阳能电池和薄膜太阳能电池介绍晶体硅太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池技术之一。

它由大面积的单晶硅或多晶硅材料组成，通过将硅材料加工成光伏电池片并组装成电池组，从而将太阳能转化为电能。

晶体硅太阳能电池具有转换效率高、稳定性好、寿命长等优点，被广泛应用于屋顶光伏发电、太阳能光伏电站等领域。

薄膜太阳能电池是一种新型的太阳能电池技术，采用薄膜材料作为光伏电池片，相比于晶体硅太阳能电池，薄膜太阳能电池具有重量轻、柔软性好、制造成本低等优点。

薄膜太阳能电池与晶体硅电池特点介绍商用的太阳能电池主要有以下几种类型：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能 电池和薄膜太阳能电池。

薄膜电池目前常见有：非晶硅电池、碲化镉电池、铜铟 硒电池等。

上述各类型电池主要性能如下表1.1 所示。

表1.1 太阳能电池分类汇总表种 类 电池类型 商用效率实验室效率使用寿命优点单晶硅 14%～17%23% 25 年效率高 技术成熟晶硅电池多晶硅 13%～15%20.3% 25 年 效率较高 技术成熟非晶硅 6%～9% 13% 25 年弱光效应好 成本相对较低碲化镉 8%～10% 15.8% 25 年弱光效应好 成本相对较低薄膜电池铜铟硒 10%～13%15.3% 25 年弱光效应好 成本相对较低单晶硅、多晶硅太阳能电池具有制造技术成熟、产品性能稳定、使用寿命长、光电转化效率相对较高的特点；非晶硅薄膜太阳能电池具有弱光效应好，成本相对于硅太阳能电池较低的优点。

而碲化镉则由于原材料存在较严重的环保回收问题；铜铟硒电池则因原材料稀缺性、成品率低，其规模化生产受到限制。

一、非晶硅薄膜与晶体硅的区别1、非晶硅薄膜组件材料和制造工艺对环境友好，易于形成大规模生产能力；2、非晶硅薄膜组件品种多，用途广；3、非晶硅薄膜组件能更好的配合建筑分格，更能体现建筑美观；4、非晶硅薄膜组件具备弱光发电的性能；5、非晶硅薄膜组件透光性好，透光度可从5%到30%；6、非晶硅薄膜组件高温性能好，高温对发电性能的影响比晶体硅的小很多；7、晶体硅具有“热斑效应”，而阴影对非晶硅的影响很小；8、晶体硅组件光电转换效率较非晶硅薄膜组件稍高；9、晶体硅组件占地面积较非晶硅薄膜组件稍少；二、温度对输出功率的影响1、当工作温度为25℃时，两者均无功率损失；2、随着工作温度的不断上升，晶体硅的实际输出功率会出现大幅度下降，下降幅度约为非晶硅的3 倍；3、高温环境下，非晶硅材料的优势尤为明显。

温度系数（%/℃）组件类别开路电压 短路电流 最大功率 非晶硅 -0.34 0.018 -0.19晶体硅 -0.34 0.065 -0.43 三、弱光环境发电量的测试四、“热斑效应”的影响1、对于晶体硅太阳电池，小遮挡即可引起大功率损失，即“热斑效应”；2、阴影遮挡对于薄膜电池的影响要小得多。

发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前光伏市场的两种要产品，晶硅太阳能电池占据市场主流，约占90%左右的市场份额。

由于多晶硅生产工艺的属性决定了其产业链生产环节，尤其是多晶硅提纯中会存在高能耗、一些技术水平不高的企业甚至存在高污染问题。

而在应用中，晶硅太阳电池由于其温度效应和光谱响应范围窄的影响，使本来较高的光电转换效率大打折扣，从而影响光伏组件实际发电量。

薄膜太阳能电池因没有这些缺点应运而生，其不足在于转换效率相对较低，生产工艺复杂，生产设备昂贵，难以实现规模化生产。

发电成本高是两大类太阳能电池的共性问题。

中科院院士、北京大学物理学院教授甘子钊介绍说，薄膜太阳能电池家族主要包括硅基非晶硅(a-Si)、碲化镉(CdTe)、铜铟镓硒(CIGS)三大类薄膜太阳能电池。

铜铟镓硒薄膜太阳能电池具有生产成本较低、能耗低，污染小、不衰减、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近多晶硅太阳能电池，而耗材大大低于晶体硅电池，因此，被国际上称为“下一代非常有前途的新型薄膜太阳能电池”。

此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求建筑物BIPV应用的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有潜在的广泛市场。

但CIGS要实现大面积量产，提升效率和良品率，是必须攻克的难题。

河南燕垣光伏能源有限公司总工程师陆真冀具体介绍了CIGS薄膜电池的几大优势，他说，CIGS薄膜电池具有更低廉的发电成本，减少了材料消耗，薄膜电池的生产成本普遍低于晶硅电池；更优越的弱光性能同规模组件，薄膜电池一天的发电量比晶硅电池大约超出10%～20%；更加多样化的用途薄膜电池，可以发展出多用途的产品，比如柔性基底电池等等。

因此，也受到业内不少厂商的广泛关注，但主要都是大面积平板CIGS薄膜电池。

太阳能集电管应运而生CIGS太阳能集电管具有高效、廉价、有自主知识产权、设备能够国产化等一系列优点。

薄膜组件和晶硅组件在加纳的发电效果对比报告xxxxxx公司xxxxxxx研究院2023年06月一、项目所在地1.地理位置加纳1000MWp太阳能光伏地面电站位于加纳北部地区Tamale市西南侧36km，Kusawgu一带，场区处于国道Yapei至Tamale北侧，距离Tamale市约36km，距离Yapei市区7km。

场区中心位于西经1°6'39"、北纬9°11'49"，场区海拔高度在120~135m 之间，地势平坦。

站址区紧邻Tamale至Yapei国道。

首期装机为150MWp。

2.气候特征加纳属热带气候，分雨季和旱季。

5-10月为雨季，11-4月为旱季。

3-4月气温最高，为23-35℃，最高可达43℃；8-9月较凉爽，为22-27℃，最低纬度15℃左右。

西南部年均降水量是1200-1800mm，北部600-1200mm。

空气湿度较大，保持在90%左右。

3.光照资源加纳是非洲太阳能资源较丰富的国家，太阳总辐射的空间分布总体分布趋势：总体来说，北部年值高于南部，散射辐射比例为北部小于南部。

北部地区年太阳总辐射量为5.3kWh/m2/d，除西部和南部沿海地区年太阳总辐射小于5kWh/m2/d以外，其他地区均在5kWh/m2/d以上。

其中，位于加纳最北部的上东与上西地区辐射量为 5.3-5.6kWh/m2/d，属加纳全国总辐射最多地区，其中上西地区年总量达5.6kWh/m2/d为加纳最高。

布朗阿哈福地区、阿萨帝地区等南部区域日照辐射量为低于5kWh/m2/d，西部个别地区低于4.6kWh/m2/d，尤其阿桑克兰瓜、恩奇一带低至3.1kWh/m2/d，为全国最低值区。

加纳太阳能总辐射及散射空间分布图见下图。

从宏观上看，本项目场址位于北部Tamale地区，在加纳全国境内太阳能资源较为丰富，散射比值较小，仅次于上东与上西地区，具备较大开发价值。

加纳太阳能资源分布图Tamale市位于加纳北部地区，太阳总辐射年总量为6800MJ/m2左右，大部分地区属于“资源很丰富区”。

晶体硅VS薄膜电池优劣势权威对比命长、光电转化效率相对较高的特点；非晶硅薄膜电池太阳能电池具有弱光效应好，成本相对于晶硅太阳能电池较低的优点。

而碲化镉则由于原材料存在较严重的环保问题；铜铟镓硒电池则因原材料稀缺性、成本率低，其规模受到限制。

晶体硅太阳能电池板晶体硅（c-Si）太阳能电池是目前应用最广泛的太阳能电池，主要因为晶体硅具有稳定性，效率能够达到15%-25%。

不过晶体硅吸收光线能力差，这可能是其超小型结构的天生缺陷，因此必须相当厚且坚固。

一个基本的晶体硅电池包括7层（图1），透明的粘着剂连着玻璃保护层，下面是抗反射涂层，确保所有的光线穿过硅晶体层。

类似于半导体技术，N层夹着P层，有两个电接触点：上层带正电，下层带负电。

图1：晶体硅电池包含7层，其中两层是外部的电接触——将整个结构连在一起通常晶体硅有两种类型：单晶硅和多晶硅。

单晶硅来自高纯度的单晶体，切割自直径为150mm的晶圆，厚度为200mm。

而多晶硅更受欢迎，制造量更大，例如将硅切割成条状再切成晶圆。

无论哪一种，硅太阳能电池产生的电量都约为0.5V，多个电池可以串联依靠提高输出电压。

薄膜太阳能电池板即使采用废弃硅片，考虑到其效率水平，硅晶圆并不一定成本低廉。

薄膜太阳能电池比传统太阳能电池板更便宜，但效率也更低，光伏转换率在20%-30%之间。

根据所采用的材料不同，典型的薄膜太阳能电池可分为以下四类：非晶硅（a-Si）和薄膜硅（TF-Si）；碲化镉（CdTe）；铜铟镓硒（CIS 或CIGS）和染料敏化太阳能电池（DSC）加上其他天然材料。

薄膜太阳能电池和硅晶体太阳能电池的结构并没有太大不同，它包含六层（图2）结构。

这种结构下，透明涂层覆盖着抗反射层，下面是PN结，然后再是接触板和基底。

很明显，运行原理（光伏）和晶体硅电池是一样的。

图2：薄膜太阳能电池结构包含六层，与对应的晶体硅结构没有太大差别，运行原理也同为光伏原理可能有人会认为，而且他们的想法也可能是对的，就是既然名字是薄膜电池，构成是不是也比其他的电池技术更轻更薄。

晶硅组件与薄膜组件在光伏电站应用差异及发电效果对比传统能源存储量有限，不能过度开发使用，各国都积极推广可再生能源，希望改变能源结构，其中太阳能成为新能源中的焦点。

本文对光伏电站系统做了简单介绍，并就在电站设计中，对使用的晶硅组件与双结硅基薄膜组件产生的差异做了分析，同时对两种组件产品在发电输出上做了数据比较。

根据分析结果和实例可以看出，晶硅组件和双结硅基薄膜组件产品各具优缺点，需根据实际情况进行选用。

一、引言：传统能源日益紧张，各国都投入更大的人力和物力研究开发新的再生能源。

如何能够更加合理使用能源，提高能源的利用效率变得比以往更加具有现实和长远的意义。

太阳能因其具有资源丰富，分布广泛，绿色环保等优点，成为新能源中的焦点。

如今太阳能一般用作发电，在各国政府推出各种利好政策的激励下，大型地面电站在近几年被大力推广。

如何有效的降低光伏电站的系统建设成本，提高系统发电效率，成为光伏企业考虑的主要方向。

本文主要对传统的多晶硅组件和双结硅基薄膜组件在光伏电站系统中的差异表现进行分析，并对安装在同一地区光伏电站中的晶硅组件和双结硅基薄膜组件的发电数据做了对比。

二、光伏发电系统的工作原理太阳能光伏发电系统有很多类型，这里以太阳能光伏并网大型地面电站发电系统为例进行介绍。

光伏地面电站发电系统简化后如图1所示，由太阳能电池阵列，并网逆变器，并网保护装置，以及连接这些设备的布线及汇流箱，安装在交流侧的电表，升压变压器等构成。

太阳能电池产生直流电，直流电通过并网逆变器转换为交流电后并入电网，可以与电力公司提供的交流电一起使用。

图1 并网型光伏地面电站系统简化图太阳能组件是由数十个太阳能电池单元进行封装构成，太阳能组件阵列是由若干个太阳能电池组件串联及并联连接构成。

光伏系统的容量是由太阳能电池组件的最大输出功率之和来表示的。

系统的输出功率取决于辐射照度和太阳能电池单元的温度。

[1]逆变器的作用是将太阳能组件阵列产生的直流电转换成与电力公司供给的相同电压和频率的交流电。

薄膜晶体硅太阳能电池分析比较《中国组件行业投资前景及策略咨询报告》分析：目前在工业上，硅的成本大约占硅太阳能电池生产成本的一半。

为减少硅的消耗量，光伏(PV)产业正期待着一些处于研究开发中的选择方案。

其中最显然的一种就是转向更薄的硅衬底。

现在，用于太阳能电池生产的硅衬底厚度略大于200mm，而衬底厚度略小于100mm的技术正在开发中。

为使硅有源层薄至5-20 mm，可以在成本较低的硅衬底上淀积硅有源层，这样制得的电池被称为薄膜。

为使其具有工业可行性，主要的挑战是在适于大规模生产的工艺中，怎样找到提高效率和降低成本之间的理想平衡。

已经存在几种制造硅有源层的技术1，本文将讨论其中的三种。

薄膜PV基础第一种技术是制作外延(epitaxial)(图1)，从高掺杂的晶体硅片(例如优级冶金硅或废料)开始，然后利用化学气相淀积(CVD)方法来淀积外延层。

除成本和可用性等优势以外，这种方法还可以使硅太阳能电池从基于硅片的技术逐渐过渡到薄膜技术。

由于具有与传统体硅工艺类似的工艺过程，与其它的薄膜技术相比，这种技术更容易在现有工艺线上实现。

第二种是基于层转移(layer transfer)的技术，它在多孔硅薄膜上外延淀积单晶硅层，从而可以在工艺中的某一点将单晶硅层从衬底上分离下来。

这种技术的思路是多次重复利用母衬底，从而使每个太阳能电池的最终硅片成本很低。

正在研究中的一种有趣的选择方案是在外延之前就分离出多孔硅薄膜，并尝试无支撑薄膜工艺的可能性。

最后一种是薄膜多晶硅太阳能电池，即将一层厚度只有几微米的晶体硅淀积在便宜的异质衬底上，比如陶瓷(图2)或高温玻璃等。

晶粒尺寸在1-100mm之间的多晶硅薄膜是一种很好的选择。

我们已经证实，利用非晶硅的铝诱导晶化可以获得高质量的多晶硅太阳能电池。

这种工艺可以获得平均晶粒尺寸约为5 mm 的很薄的多晶硅层。

接着利用生长速率超过1 mm/min的高温CVD技术，将种子层外延生长成几微米厚的吸收层，衬底为陶瓷氧化铝或玻璃陶瓷。

谁是王者——薄膜太阳能电池VS晶硅太阳能电池在全球⾃然环境不断恶化，化⽯燃料⽇趋减少的情况下，可再⽣能源正变得越来越重要。

普遍认为，太阳能——是最丰富和取之不尽的能源，是⼀种很有前途的能源危机的解决⽅案。

太阳能电池被⽤来吸收太阳能并产⽣电⼒并且避免产⽣环境污染。

⽬前，晶体硅（传统或晶圆为基础的硅）crystalline silicon (conventional or wafer-based Si)太阳能电池占主导地位的太阳能市场的市场份额⼏乎90%。

薄膜为基础的太阳能电池只占约10%的市场份额，但预计将迅速增长。

1、特点：第⼀代太阳能电池，单晶硅（c-Si）或太阳能电池，传统的太阳能电池，是由晶体硅做成的。

晶体硅太阳能电池包括基于单晶硅太阳能电池（单晶硅）和多晶硅（多晶硅）半导体材料。

对于太阳能电池，硅具有许多优点，包括⽆限量，⽆毒性，长期稳定，成熟的⽣产，⾼效率。

晶硅分为单晶硅和多晶硅，两者的实验室转换效率能达到20%以上，量产的话也在18%左右，单晶硅可能到20%；优势是转换效率⾼，单⽚组件容量⼤，同等规模占地⼩。

缺点是⽣产⼯艺较复杂，不能弯曲、重量⼤，弱光性差，⾼温下发电量下降等等。

薄膜转换效率量产6-8%；CIGS铜铟镓硒，实验室20%，量产应该有13%以上，GaAs砷化镓，实验室的⾼效率能达50%，量产能达到20-30%，还有碲化镉电池，基本⽆量产。

所谓薄膜技术就是在真空⾼温的环境下，将可吸收光的元素沉积/溅射在衬底上。

如果衬底是柔性的，那么就可做成柔性太阳能组件。

如果衬底是玻璃的，在制作过程中有⼀道⼯序是激光划刻，可以加密激光化刻的密度，从⽽做成透光组件。

优点⽣产⼯艺简单，弱光性好，组件可以做成透光的。

缺点是能量产的⾮晶硅转换效率差，单⽚组件容量⼩，同等规模占地⼤。

2、市场占有情况我们得从从⽬前的情况来看，尤其是经过了2012-2013的光伏产业低迷期，晶硅电池占据着全球市场90%的份额，薄膜仅仅10%的占有率。

晶体硅、薄膜和纳米结构太阳电池研究作者：王振美来源：《中国新技术新产品》2013年第11期摘要：晶体硅电池和薄膜电池是以太阳能作为蓄能手段的电池，在生产生活中被广泛应用。

本文对晶体硅电池与薄膜电池存在的问题与特性做了详细的说明，并简要介绍了处于研发阶段的纳米结构太阳电池。

关键词：晶体硅；薄膜；纳米结构中图分类号：TM914 文献标识码：A太阳能是有巨大开发潜能的清洁能源。

随着现代科技成果的普及，太阳能被广泛利用。

晶体硅电池和薄膜电池被广泛应用。

新一代纳米结构电池也在研发中。

本文将介绍晶体硅、薄膜、纳米结构三种太阳电池的存在问题及技术特性。

1 晶体硅电池晶体硅电池主要分为单晶硅电池、多晶硅电池和带状硅电池，成本较高，但工艺和材料技术成熟，且硅材料对环境和人体无害、光电转换效率较高、稳定性高、寿命长，硅基（多晶硅、单晶硅）太阳电池仍是光伏市场的重要产品，占市场的80%以上。

1.1 单晶硅电池单晶硅是集成电路硅片的重要材料，同时也是重要的光伏材料。

单晶硅太阳电池使用的硅原料主要为：半导体硅碎片、半导体单晶硅的头、尾料，半导体用不合格的单晶硅以及专门为生产太阳电池制备的单晶硅。

单晶硅电池工艺技术成熟，转化效率高，商品单晶硅电池和组件的转化效率为14%-17%，加入新技术之后可超过20%。

改进单晶硅电池的课题主要集中于如何提高转化效率；提高晶体质量。

单晶硅太阳电池转化效率高，但是单晶硅材料价格较高，工艺较为繁琐，因此单晶硅太阳电池的主要问题是成本较高。

1.2 多晶硅电池多晶硅太阳电池采用低等级的半导体多晶硅或专门为太阳能电池使用而生产的铸造多晶硅等材料。

与单晶硅相比，多晶硅太阳电池存在的问题是晶粒间界和晶粒的不同取向，晶粒间界中的大量缺陷在硅的禁带中形成的界面态势光生载流子的复合中心，影响多晶硅太阳能电池的特性和效率。

一种解决办法是，控制晶体凝固过程的晶粒形状和尺寸，从而降低界面态密度、提高多晶硅太阳电池性能。

新型晶硅太阳能电池、薄膜太阳能电池-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池是目前研究和应用最广泛的两种太阳能电池技术。

随着对可再生能源需求的日益增长，这两种太阳能电池的研究和发展在近年来获得了巨大的关注。

晶硅太阳能电池是一种基于单晶硅或多晶硅材料制造的太阳能电池。

其工作原理是利用太阳光照射在硅材料上时会产生光生电流，进而转化为电能。

晶硅太阳能电池具有高转换效率、较长的寿命和良好的稳定性等特点，适用于各种规模的太阳能发电系统，从小型家庭系统到大型商业系统。

而薄膜太阳能电池是一种利用非晶态硅、铜铟镓硫等材料制造的太阳能电池。

相比于晶硅太阳能电池，薄膜太阳能电池可以实现更低的制作成本和更高的柔韧性。

薄膜太阳能电池通常采用卷曲或可弯折的材料制成，可以应用于建筑物外墙、屋顶和其他曲面。

此外，薄膜太阳能电池还具有吸收弱光、高温环境下的较好表现等优势。

研究新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的目的是为了进一步提高太阳能电池的效率、降低制造成本以及拓展其在各个领域的应用。

本文将从工作原理、特点和优势以及应用前景等方面对新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池进行详细介绍，并最后对其重要性进行总结以及展望未来的发展方向。

通过深入了解这两种太阳能电池技术，可以为太阳能行业的发展提供有价值的参考。

1.2 文章结构本文将详细介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池两种不同类型的太阳能电池。

首先，引言部分将提供对整篇文章的概述，包括对这两种太阳能电池的介绍以及它们的应用前景。

接下来，本文将分别介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池的工作原理、特点和优势。

在工作原理部分，将详细解释这两种太阳能电池的工作机制，包括光电转换和能量输出过程。

特点和优势部分将重点介绍新型晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池相比传统太阳能电池的优势和特点，比如转换效率的提高、制造成本的降低等。

在应用前景部分，将探讨这两种太阳能电池在未来的潜在应用领域，比如建筑一体化、电动汽车等。

砷化镓技术-Alta砷化镓（GaAs）因其优异的性能和可靠性，代表了光伏技术的领先水平。

传统的GaAs电池片极其昂贵，重且易碎，完全不适于移动电源系统。

AltaDevices砷化镓高效薄膜太阳能电池技术则具有高效率、低成本、发电性能优异等特点，且产品轻质柔性，可完美地应用于移动电源系统。

AltaDevices在GaAs芯片上采用金属有机物气相沉积MOCVD技术完成光伏器件的外延生长，并采用湿法工艺把器件连同柔性衬底从芯片上剥离下来，之后根据用户需求，制成不同尺寸的产品。

AltaDevices自主开发的MOCVD快速生长技术和大面积外延层剥离技术，使其具有很大的成本降低潜力，并适合规模化生产。

铜铟镓硒技术-GSEGSE采用柔性共蒸发CIGS技术。

该技术是在30微米厚不锈钢衬底上通过卷对卷生产工艺（RolltoRoll）均匀沉积CIGS太阳电池器件的各功能性膜层，其优势为通过采用多点分布式蒸发源，提高沉积膜厚度均匀性；共蒸工序时间短（＜4min）；原材料易获得（Cu、In、Se颗粒，Ga液态）；双XRF监测共蒸发沉积膜厚及成分，偏离目标时自动调节蒸发源进行补偿；原材料利用率高，共蒸室壁的材料可以充分回收利用；粉尘处理容易（更换护板），蒸发源维护便捷（6小时维护时间）。

此外，GSE还拥有独有的ICI（IntegratedCellInterconnect）封装技术。

该技术采用图形化的镀膜方式制备内部结构更加致密的铜前电极，减少了遮挡面积，降低了元件串联电阻，并通过激光焊接方式完成电池极连接，消除了短路问题，从电池到组件的效率损失大幅减小。

铜铟镓硒技术-SolibroSolibro具有35年的技术研发及10年的实体生产经验，涉及专利88项，已具有设备—工艺—产业化交钥匙工程的集成能力和交付经验，以及低产线建设和生产成本的集成控制能力。

核心共蒸发技术采用独有的CIGS点源共蒸发技术，具有从下向上蒸发、多点源系统、相对较大的源与基板距离的特点。

单晶硅，多晶硅，薄膜电池的区别太阳电池最早问世的是单晶硅太阳电池。

硅是地球上极丰富的一种元素，几乎遍地都有硅的存在，可说是取之不尽，用硅来制造太阳电池，原料可谓不缺。

但是提炼它却不容易，所以人们在生产单晶硅太阳电池的同时，又研究了多晶硅太阳电池和非晶硅太阳电池，至今商业规模生产的太阳电池，还没有跳出硅的系列。

其实可供制造太阳电池的半导体材料很多，随着材料工业的发展、太阳电池的品种将越来越多。

目前已进行研究和试制的太阳电池，除硅系列外，还有硫化镉、砷化镓、铜铟硒等许多类型的太阳电池，举不胜举，以下介绍几种较常见的太阳电池。

单晶硅太阳电池单晶硅太阳电池是当前开发得最快的一种太阳电池，它的构成和生产工艺已定型，产品已广泛用于宇宙空间和地面设施。

这种太阳电池以高纯的单晶硅棒为原料，纯度要求99.999％。

为了降低生产成本，现在地面应用的太阳电池等采用太阳能级的单晶硅棒，材料性能指标有所放宽。

有的也可使用半导体器件加工的头尾料和废次单晶硅材料，经过复拉制成太阳电池专用的单晶硅棒。

将单晶硅棒切成片，一般片厚约0.3毫米。

硅片经过成形、抛磨、清洗等工序，制成待加工的原料硅片。

加工太阳电池片，首先要在硅片上掺杂和扩散，一般掺杂物为微量的硼、磷、锑等。

扩散是在石英管制成的高温扩散炉中进行。

这样就在硅片上形成P/FONT>N结。

然后采用丝网印刷法，将配好的银浆印在硅片上做成栅线，经过烧结，同时制成背电极，并在有栅线的面涂覆减反射源，以防大量的光子被光滑的硅片表面反射掉，至此，单晶硅太阳电池的单体片就制成了。

单体片经过抽查检验，即可按所需要的规格组装成太阳电池组件（太阳电池板），用串联和并联的方法构成一定的输出电压和电流，最后用框架和封装材料进行封装。

用户根据系统设计，可将太阳电池组件组成各种大小不同的太阳电池方阵，亦称太阳电池阵列。

目前单晶硅太阳电池的光电转换效率为15％左右，实验室成果也有20％以上的。

用于宇宙空间站的还有高达50%以上的太阳能电池板。